(本題滿分15分)已知正方體的棱長為1,點上,點上,且
(1)求直線與平面所成角的余弦值;
(2)用表示平面和側(cè)面所成的銳二面角的大小,求;
(3)若分別在上,并滿足,探索:當的重心為時,求實數(shù)的取值范圍.
(1)  (2),則(3) .                   
第一問中利用以軸,軸,軸建立空間直角坐標系
為平面的法向量,又正方體的棱長為1,
借助于,得到結(jié)論
第二問中,,是平面的法向量
,又平面和側(cè)面所成的銳二面角為
,則 
第三問中,因為分別在上,且
,
所以當的重心為
然后利用垂直關(guān)系得到結(jié)論。
解:(1)以軸,軸,軸建立空間直角坐標系
又正方體的棱長為1,
為平面的法向量
 令,則

設直線與平面所成角為
直線與平面所成角的余弦值為         (5分)
(2),是平面的法向量
,又平面和側(cè)面所成的銳二面角為
,則         (5分)
(3)因為分別在上,且
,
所以當的重心為,而
,
時,
為恒等式
所以,實數(shù)的取值范圍為                    (5分)
練習冊系列答案
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A.B.
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